وحیدرضا اوحدی

رشد تکنولوژی و استفاده بیشتر از مواد شیمیایی، باعث تولید روزافزون پسماندها و آلاینده های خطرناک به ویژه آلاینده از نوع فلزات سنگین شده است. ورود این آلاینده ها به خاک، از نظر ژئوتکنیک زیست محیطی مشکل ساز بوده و نیاز به ارائه روش های مناسب و بهینه برای دفن مهندسی و مدیریت صحیح پسماند را ایجاب کرده است. یکی از روش های اصلاح برای مدیریت و کاهش انتشار آلاینده های فلز سنگین به محیط زیست، استفاده از تکنولوژی تثبیت و جامدسازی (S/S) است. استفاده از این فرایند موجب پایدارسازی فیزیکی و شیمیایی مواد آلوده در طولانی مدت، تبدیل آن ها به یک ماده مهندسی مناسب و امکان استفاده مجدد از محل را فراهم می کند. در میان مواد تثبیت کننده، سیمان پرتلند معمولی به علت در دسترس بودن، قیمت مناسب و سازگاری با بسیاری از آلاینده ها، پرمصرف ترین و رایج ترین ماده چسباننده مورد استفاده در این روش است. همچنین بنتونیت به دلیل ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) و سطح مخصوص (SSA) بزرگ، قادر به جذب و نگهداری فلزات سنگین هستند. از طرفی جایگزینی بخشی از سیمان پرتلند با مواد پوزولانی، از نظر زیست محیطی، با نیازهای خاک سازگار بوده و مزایای فنی و اقتصادی نیز دارد. یکی از مواد جایگزین مناسب در تثبیت خاک ها، افزودنی های متشکل از نانوذرات است. در بین نانو مواد رایج، نانو سیلیس به دلیل سطح ویژه فوق العاده بزرگ و اینکه ماده ای پوزولانی است با 99% سیلیس، نقش مؤثری در بهبود خواص ترکیبات سیمانی و واکنش های پوزولانی ایفا می کند. با تزریق این ماده به ترکیبات سیمانی، سیلیس لازم برای واکنش با کلسیم هیدروکسید (CH) و تولید بیشتر نانو ساختار هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) فراهم می شود. در مجموع هدف اصلی این تحقیق ارزیابی مکانیزم تأثیر نانو سیلیس بر فرایند جامدسازی فلز سنگین کادمیوم در حضور سیمان و بنتونیت است. استفاده از نانو سیلیس در فرایند جامدسازی آلاینده های فلز سنگین از جنبه های نوآوری در این تحقیق است. مطالعات پژوهش حاضر در سه بخش مقاومتی، زیست محیطی و ریزساختاری انجام شده است. در بخش اول مطالعه و بررسی واکنش های هیدراسیون سیمان و نحوه تشکیل نانو ساختارهای C-S-H در حضور ذرات سیلیس در طی زمان صورت گرفته است. نتایج حاکی از آن است که مقاومت فشاری محصور نشده (UCS) نمونه های 28 روزه بنتونیت آلوده به cmol/ kg- soil 10 کادمیوم تثبیت و جا